小水电站对赤水河连通性影响评估及恢复对策

作     者：赵文通 贺蔚 赵先富 陈锋 张晶 金小伟 毛丰 李正飞 Zhao Wentong;He Wei;Zhao Xianfu;Chen Feng;Zhang Jing;Jin Xiaowei;Mao Feng;Li Zhengfei

作者机构：河海大学水利水电学院南京210098 水利部中国科学院水工程生态研究所水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室武汉430079 中国水利水电科学研究院水生态环境研究所北京100038 中国环境监测总站北京100012 华威大学全球可持续发展研究所考文垂CV47AL 中国科学院水生生物研究所武汉430072 

出 版 物：《湖泊科学》 (Journal of Lake Sciences)

年 卷 期：2025年第37卷第1期

页      面：253-265页

核心收录：

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFC3202102) 国家自然科学基金项目(51279113、52379061) 湖北省自然科学基金项目(2023AFB984) 湖北省技术创新计划重点研发专项(2024BCB068) 江苏省自然科学基金项目(BK20230099)和江苏省水利科技项目(2022089)联合资助 

主　　题：河流连通性 小水电站 改进的河流破碎化指数CAFI M 连通性指数 赤水河流域 

摘      要：赤水河作为长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区的重要组成部分,其生态连通性对于长江上游特有鱼类至关重要。但赤水河流域内广泛分布的小水电站严重影响了该区域的连通性。本研究收集了赤水河流域小水电站的空间位置、建设年份、装机容量等详细信息,并采用树状水系连通性指数(DCI)、溪流连续性指数(SCI)、河流破碎化指数(CAFI)和新提出的改进的河流破碎化指数(CAFI M)全面评估小水电站对赤水河流域水系连通性影响的时空变化。研究发现,赤水河流域几乎每条河流都建有小水电站,主要分布在低阶河流。DCI和SCI指数表明,随着电站数量的增加,赤水河流域的连通性显著下降,中下游地区连通性低于上游地区。CAFI和CAFI M指数揭示了类似的趋势,随小水电站的建设河流破碎化程度不断加剧,特别是在习水河、大同河和桐梓河流域表现显著。CAFI M指数将小水电站的装机容量因素纳入考虑,能够更加全面准确地评估小水电站的影响。CAFI M指数相较于传统指标,对装机容量变化更为敏感,能有效反映大型电站的影响。根据CAFI M等指数评估结果,研究评估了赤水河流域内各小水电站障碍物的优先级,提出应优先整改位于高阶河流且装机容量大的电站,以最大程度地改善流域连通性。根据各指数评估结果,研究发现电站的位置和装机容量是决定其优先拆除顺序的关键因素,位于高阶河流且装机容量大的电站(如金阳、圆满贯等)的拆除对改善流域连通性效果最为显著。该研究全面评价了赤水河流域的连通性状况,提出了优化小水电站拆除的策略,为该流域生态修复提供了决策依据,对保护长江上游特有鱼类具有重要意义。本研究为小水电站对流域河网连通性的评估及恢复对策提供了理论基础和方法支持。